RU2478802C2

RU2478802C2 - Automatic control method of turbo-compound transmission ability to transfer torque moment

Info

Publication number: RU2478802C2
Application number: RU2011121517/06A
Authority: RU
Inventors: Ян АРНЕЛЛЬ
Original assignee: Вольво Ластвагнар Аб
Priority date: 2008-10-30
Filing date: 2008-10-30
Publication date: 2013-04-10
Also published as: CN102187071B; EP2340366B1; BRPI0823134A2; CN102187071A; EP2340366A4; US9932890B2; US20110196587A1; RU2011121517A; WO2010050856A1; EP2340366A1

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: automatic control method of torque moment transfer of transmission (5, 7, 8) with hydrodynamic coupling (6) located between power turbine (4) and crankshaft (3) of turbo-compound engine (1) involves the stages, at which continuous recording of the value of one or several of the following parameters is performed: a) internal combustion engine load, and (or) b) internal combustion engine temperature, and (or) c) parameters representing noise, vibration, and irregular running of the above transmission. If one or several parameters (a)-(c) exceed the specified value of each of those parameters in one direction, deceleration of the side of power turbine of hydrodynamic coupling (6) and continuous control of the ability of hydrodynamic coupling (6) to transfer torque moment depending in the change of one or several of the above parameters (a)-(c) is performed. Storage medium, such as computer memory, containing a machine-readable programme code for the method's implementation is presented.

EFFECT: reduction of noise, reduction of exhaust gas emission from the engine and acceleration of the engine warm-up at cold start-up.

6 cl, 3 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к способу регулировки способности передавать крутящий момент трансмиссии, расположенной между коленчатым валом турбокомпаундного двигателя внутреннего сгорания и силовой турбиной турбокомпаундного двигателя внутреннего сгорания.The present invention relates to a method for adjusting the transmission torque of a transmission located between the crankshaft of a turbocompound internal combustion engine and a power turbine of a turbocompound internal combustion engine.

Изобретение применимо, в частности, в автотранспортных средствах и относится к способу усовершенствованного управления трансмиссией. Изобретение также относится к компьютерной программе, выполняемой компьютером, компьютерному программному продукту и запоминающей среде, такой как память компьютера.The invention is applicable, in particular, in motor vehicles and relates to a method for advanced transmission control. The invention also relates to a computer program executed by a computer, a computer program product, and a storage medium such as computer memory.

Уровень техникиState of the art

Турбокомпаундный двигатель внутреннего сгорания, такой как описан, например, в US 5884482, оснащен турбиной турбонагнетателя, в которую поступает выхлопной газ из двигателя внутреннего сгорания. Такой турбокомпаундный двигатель внутреннего сгорания дополнительно оснащен силовой турбиной, в которую поступает выхлопной газ из турбины турбонагнетателя. Сила давления выхлопных газов посредством трансмиссии передается на коленчатый вал двигателя и используется для сообщения движения транспортному средству. Упомянутая трансмиссия, приводимая в действие силовой турбиной и соединенная с коленчатым валом, содержит гидродинамическую муфту. Гидродинамическая муфта используется во избежание передачи повреждающего неравномерного вращения силовой турбине и зубчатой передаче на стороне силовой турбины гидродинамической муфты. Неравномерное вращение возникает в результате сгорания топлива в различных цилиндрах двигателя за относительно короткий период времени поворота коленчатого вала. Сгорание топлива приводит к резкому кратковременному ускорению вращения коленчатого вала, которое оказывает отрицательное истощающее воздействие на механические детали двигателя. Гидродинамическая муфта уменьшает передачу этого отрицательного воздействия.A turbocharged internal combustion engine, such as described, for example, in US 5,884,482, is equipped with a turbocharger turbine that receives exhaust gas from an internal combustion engine. Such a turbocharged internal combustion engine is additionally equipped with a power turbine, into which exhaust gas from the turbocharger turbine enters. The pressure force of the exhaust gases through the transmission is transmitted to the crankshaft of the engine and is used to communicate movement to the vehicle. Mentioned transmission, driven by a power turbine and connected to the crankshaft, contains a hydrodynamic clutch. The hydrodynamic clutch is used to prevent the transmission of damaging uneven rotation to the power turbine and the gear transmission on the side of the power turbine of the hydrodynamic clutch. Uneven rotation occurs as a result of fuel combustion in various engine cylinders in a relatively short period of time for crankshaft rotation. The combustion of fuel leads to a sharp short-term acceleration of rotation of the crankshaft, which has a negative exhausting effect on the mechanical parts of the engine. The hydrodynamic clutch reduces the transmission of this negative effect.

Когда двигатель внутреннего сгорания выключен, а гидродинамическая муфта находится в выключенном состоянии и не вращается, из части муфты никогда полностью невозможно выпустить текучую среду (масло). Это означает, что при запуске двигателя внутреннего сгорания, когда в выхлопной трубе еще не установилось давление выхлопа, позволяющее приводить в действие силовую турбину, двигатель внутреннего сгорания будет испытывать дополнительное сопротивление при вращении из-за того, что частично заполненная гидродинамическая муфта передает момент инерции, создаваемый инерцией не вращающейся силовой турбины и соответствующей зубчатой передачи на стороне силовой турбины гидродинамической муфты. Такое дополнительное сопротивление сложно регулировать, из-за чего характеристики двигателя внутреннего сгорания непосредственно после запуска могут быть неустойчивыми.When the internal combustion engine is turned off and the hydrodynamic coupling is turned off and does not rotate, it is never completely impossible to let out fluid (oil) from a part of the coupling. This means that when starting the internal combustion engine, when the exhaust pressure has not yet been established in the exhaust pipe that allows the power turbine to be activated, the internal combustion engine will experience additional resistance during rotation due to the fact that the partially filled hydrodynamic coupling transmits the moment of inertia, created by the inertia of a non-rotating power turbine and a corresponding gear transmission on the side of the power turbine of a hydrodynamic coupling. Such additional resistance is difficult to regulate, because of which the characteristics of the internal combustion engine immediately after start-up can be unstable.

В заявках US 20040068986 и US 2007275820 описана турбокомпаундная компоновка, в которой предусмотрено тормозное устройство для затормаживания стороны силовой турбины гидродинамической муфты. В заявке US 2007275820 указано, что в операции затормаживания с целью регулировки оптимальной мощности торможения может использоваться частично заполненная гидродинамическая муфта. Кроме того, охлаждающее устройство гидродинамической муфты объединено с охлаждающим устройством двигателя внутреннего сгорания. Это может использоваться для переноса тепла из гидродинамической муфты в двигатель внутреннего сгорания, например, при холодном запуске.In applications US 20040068986 and US 2007275820 described turbocompound arrangement, which provides a braking device for braking the side of the power turbine of the hydrodynamic coupling. In the application US 2007275820 it is indicated that a partially filled hydrodynamic clutch may be used in the braking operation in order to adjust the optimum braking power. In addition, the cooling device of the hydrodynamic clutch is integrated with the cooling device of the internal combustion engine. This can be used to transfer heat from the hydrodynamic coupling to the internal combustion engine, for example, during cold start.

Таким образом, технической задачей, решить которую призвано настоящее изобретение, является создание более совершенной трансмиссии между силовой турбиной и коленчатым валом, которая могла бы обеспечивать улучшенное общее управление двигателем внутреннего сгорания.Thus, the technical problem to be solved by the present invention is to create a more advanced transmission between the power turbine and the crankshaft, which could provide improved overall control of the internal combustion engine.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

В основу настоящего изобретения положена задача создания усовершенствованной трансмиссии между силовой турбиной и коленчатым валом для улучшения управляемости гидродинамической муфты и силовой турбиной.The present invention is based on the task of creating an improved transmission between a power turbine and a crankshaft to improve the controllability of a hydrodynamic coupling and a power turbine.

Кроме того, в настоящем изобретении предложено улучшенное управление трансмиссией между силовой турбиной и коленчатым валом с целью улучшения общих характеристик двигателя, в особенности, с целью уменьшения шума и снижения выброса выхлопных газов из двигателя, и ускоренный нагрев двигателя внутреннего сгорания при холодном запуске, а также для улучшения характеристик вспомогательного торможения.In addition, the present invention provides improved transmission control between a power turbine and a crankshaft to improve overall engine performance, in particular to reduce noise and reduce exhaust emissions from the engine, and to accelerate heating of an internal combustion engine during cold start, as well as to improve the performance of auxiliary braking.

Таким образом, основной задачей изобретения является решение перечисленных задач и создание усовершенствованного способа управления трансмиссией. Эта задача решена за счет рассмотренного во вступительной части способа, охарактеризованного в п.1.Thus, the main objective of the invention is the solution of these problems and the creation of an improved transmission control method. This problem is solved by considering in the introductory part of the method described in paragraph 1.

В изобретении предложен способ автоматической регулировки способности передавать крутящий момент трансмиссии, расположенной между силовой турбиной и коленчатым валом турбокомпаундного двигателя внутреннего сгорания, при этом упомянутая трансмиссия содержит гидродинамическую муфту, а упомянутый способ включает стадии, на которых:The invention provides a method for automatically adjusting the ability to transmit torque of a transmission located between a power turbine and the crankshaft of a turbocharged internal combustion engine, said transmission comprising a hydrodynamic clutch, and said method comprising the steps of:

непрерывно регистрируют значение одного или нескольких из следующих параметров:continuously record the value of one or more of the following parameters:

а) нагрузки двигателя внутреннего сгорания, и(или)a) the load of the internal combustion engine, and (or)

б) температуры двигателя внутреннего сгорания, и(или)b) the temperature of the internal combustion engine, and (or)

в) параметров, отображающих шум, вибрацию, неплавность работы (NVH, от английского - noise, vibration, harshness) в упомянутой трансмиссии,c) parameters representing noise, vibration, smooth operation (NVH, from English - noise, vibration, harshness) in the aforementioned transmission,

если один или несколько из параметров (а)-(в) вышел за заданное значение каждого из упомянутых параметров в одном первом направлении, затормаживают сторону силовой турбины гидродинамической муфты и непрерывно регулируют способность гидродинамической муфты передавать крутящий момент в зависимости от изменения одного или нескольких из упомянутых параметров (а)-(в).if one or more of the parameters (a) - (c) went beyond the set value of each of the mentioned parameters in one first direction, the side of the power turbine of the hydrodynamic coupling is braked and the ability of the hydrodynamic coupling to transmit torque is continuously regulated depending on a change in one or more of the parameters (a) - (c).

В одном из вариантов осуществления изобретения способ отличается тем, что затормаживают сторону силовой турбины гидродинамической муфты по меньшей мере до более низкой частоты вращения, чем частота вращения стороны турбокомпаундного двигателя внутреннего сгорания гидродинамической муфты. В одном из дополнительных вариантов осуществления частоту вращения стороны силовой турбины затормаживают до нуля.In one embodiment of the invention, the method is characterized in that the side of the power turbine of the hydrodynamic coupling is braked at least to a lower speed than the rotation speed of the side of the turbocompound internal combustion engine of the hydrodynamic coupling. In one of the additional embodiments, the rotational speed of the side of the power turbine is braked to zero.

В одном из дополнительных вариантов осуществления изобретения упомянутый способ отличается тем, что непрерывно регулируют способность передавать крутящий момент таким образом и до тех пор, пока зарегистрированное значение каждого из упомянутого одного или нескольких параметров (а)-(в) не восстановится и не выйдет за пределы упомянутого заданного значения в противоположном направлении относительно первого направления.In one of the additional embodiments of the invention, said method is characterized in that it continuously regulates the ability to transmit torque in such a way and until the recorded value of each of the aforementioned one or more parameters (a) - (c) is restored and goes beyond said setpoint in the opposite direction with respect to the first direction.

В другом варианте осуществления изобретения упомянутый способ отличается тем, что растормаживают тормозное устройство, когда зарегистрированное значение каждого из упомянутого одного или нескольких параметров (а)-(в) восстанавливается и выходит за пределы упомянутого заданного значения в противоположном направлении относительно первого направления.In another embodiment of the invention, said method is characterized in that the brake device is released when the registered value of each of said one or more parameters (a) - (c) is restored and goes beyond said set value in the opposite direction with respect to the first direction.

Изобретение также относится к компьютерной программе, содержащей программный код для осуществления всех шагов любого из пунктов на способ при выполнении упомянутой компьютерной программы компьютером.The invention also relates to a computer program containing program code for performing all the steps of any of the items on the method when the computer program is executed by the computer.

Изобретение также относится к компьютерному программному продукту, содержащему программный код, хранящийся на машиночитаемом носителе данных, для осуществления всех шагов любого из пунктов на способ при выполнении упомянутой компьютерной программы компьютером.The invention also relates to a computer program product containing program code stored on a computer-readable storage medium for carrying out all the steps of any one of the items on the method when the computer program executes said computer program.

Изобретение также относится к запоминающей среде, такой как память компьютера или энергонезависимая запоминающая среда для использования в вычислительной среде, при этом в памяти содержится машиночитаемый программный код для выполнения способа по пункту на способ.The invention also relates to a storage medium, such as a computer memory or a non-volatile storage medium for use in a computing environment, wherein the memory contains computer-readable program code for performing the method according to the clause on the method.

Дополнительные варианты осуществления изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.Additional embodiments of the invention are disclosed in the dependent claims.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Далее настоящее изобретение будет более полно описано со ссылкой на сопровождающие его чертежи, на которых для наглядности дополнительно проиллюстрированы предпочтительные варианты осуществления изобретения, а также технические предпосылки, и на которых:Further, the present invention will be more fully described with reference to the accompanying drawings, in which, for clarity, the preferred embodiments of the invention are additionally illustrated, as well as the technical background, and in which:

на фиг.1 схематически показан турбокомпаундный двигатель внутреннего сгорания согласно одному из вариантов осуществления изобретения,1 schematically shows a turbocompound internal combustion engine according to one embodiment of the invention,

на фиг.2 - более подробный схематический вид трансмиссии, расположенной между коленчатым валом и силовой турбиной турбокомпаундного двигателя внутреннего сгорания,figure 2 is a more detailed schematic view of a transmission located between the crankshaft and the power turbine of a turbocompound internal combustion engine,

на фиг.3 - компьютерное устройство для управления упомянутой трансмиссией согласно изобретению.figure 3 is a computer device for controlling said transmission according to the invention.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

На фиг.1 проиллюстрирован один из примеров осуществления изобретения, в котором турбокомпаундный двигатель 1 внутреннего сгорания содержит по меньшей мере один цилиндропоршневой механизм 2, известным способом соединенный с коленчатым валом 3. Коленчатый вал может быть соединен с ведущими колесами (не показаны) транспортного средства (не показан). В проиллюстрированном варианте осуществления изобретения коленчатый вал 3 соединен с силовой турбиной 4 посредством трансмиссии, имеющей первый набор 5 зубчатых колес, гидродинамическую муфту 6, тормозное устройство 7 и второй набор 8 зубчатых колес. Силовая турбина 4 может приводиться в действие выхлопными газами, образующимися при сгорании топлива в цилиндре. Выхлопные газы поступают в силовую турбину 4 посредством первого выхлопного патрубка 9, турбины 10 турбонагнетателя, которая, как известно из уровня техники, служит для приема выхлопных газов, образующихся при сгорании топлива в цилиндре, и для нагнетания приточного воздуха в процесс горения в цилиндре, и второго выхлопного патрубка 11. После силовой турбины 4 выхлопные газы могут дополнительно очищаться в системе 12 доочистки выхлопа, как известно из уровня техники. Управление способностью гидродинамической муфты передавать крутящий момент и тормозным устройством может осуществлять блок 13 управления. Блок управления может быть выполнен с возможностью управления гидродинамической муфтой и тормозным устройством в зависимости от различных параметров, которые могут измеряться различными датчиками 14.Figure 1 illustrates one example embodiment of the invention, in which the turbocompound internal combustion engine 1 comprises at least one cylinder-piston mechanism 2, connected in a known manner to the crankshaft 3. The crankshaft can be connected to drive wheels (not shown) of the vehicle ( not shown). In the illustrated embodiment, the crankshaft 3 is connected to the power turbine 4 by means of a transmission having a first set of 5 gears, a hydrodynamic clutch 6, a brake device 7 and a second set of 8 gears. The power turbine 4 can be driven by exhaust gases generated during the combustion of fuel in the cylinder. The exhaust gases enter the power turbine 4 through the first exhaust pipe 9, the turbocharger turbine 10, which, as is known from the prior art, is used to receive exhaust gases generated during the combustion of fuel in the cylinder, and to inject fresh air into the combustion process in the cylinder, and the second exhaust pipe 11. After the power turbine 4, the exhaust gases can be further cleaned in the exhaust aftertreatment system 12, as is known in the art. The ability of the hydrodynamic clutch to transmit torque is controlled by the control unit 13. The control unit may be configured to control a hydrodynamic clutch and a brake device depending on various parameters that can be measured by various sensors 14.

На фиг.2 более подробно проиллюстрирован пример осуществления упомянутой трансмиссии 21 согласно изобретению. На фиг.2 не показаны два из трех зубчатых колес первого набора 5 зубчатых колес. Показано только одно зубчатое колесо 25. Соответственно, показано только одно зубчатое колесо 28 второго набора 8 зубчатых колес. Зубчатое колесо 25 без возможности вращения установлено на валу 22, который без возможности вращения установлен со стороны двигателя гидродинамической муфтой 23. Сторона силовой турбины гидродинамической муфты 24 посредством другого вала 25 без возможности вращения соединена с зубчатым колесом 28, а также с наружной стенкой 34 гидродинамической муфты. Зубчатое колесо 28 входит в зацепление с зубчатым колесом, соединенным с силовой турбиной 4. Пространство 29 между двумя сторонами гидродинамической муфты может быть заполнено различными объемами рабочей среды (например, масла). Количество рабочей среды в упомянутом пространстве определяет способность гидродинамической муфты передавать крутящий момент, как известно из уровня техники. Рабочая среда поступает в гидродинамическую муфту по каналу 30 в упомянутом вале (смотри стрелку 31). Опорожнение рабочей среды в проиллюстрированном варианте осуществления регулируется трубкой 32, которая может быть установлена на различных уровнях в осевом направлении (указанном стрелками 33), и осуществляется, как известно уровня техники (смотри, например, GB 2182121). Таким образом, уровень трубки определяет количество рабочей среды в упомянутом пространстве и тем самым способность гидродинамической муфты передавать крутящий момент. Тормозное устройство 7, показанное на фиг.1 (не показанное на фиг.2), может быть выполнено с возможностью фиксации или затормаживания неподвижно или с возможностью вращения одной из деталей, соединенных со стороной силовой турбины гидродинамической муфты. Такая фиксация или затормаживание как таковое известно из уровня техники и может быть реализовано, например, посредством одного или нескольких гидравлических соединений или другого тормозного устройства. Упомянутыми деталями могут являться одна или несколько из деталей между стороной силовой турбины гидродинамической муфты 24 и силовой турбиной 4. Такими образом, после того как срабатывает тормозное устройство, вращение стороны силовой турбины гидродинамической муфты замедляется или тормозится, чтобы она не вращалась быстрее стороны двигателя гидродинамической муфты 6.2, an embodiment of said transmission 21 according to the invention is illustrated in more detail. Figure 2 does not show two of the three gears of the first set of 5 gears. Only one gear 25 is shown. Accordingly, only one gear 28 of the second set of 8 gears is shown. The gear wheel 25 is rotatably mounted on a shaft 22, which is rotatably mounted on the engine side by a hydrodynamic clutch 23. The power turbine side of the hydrodynamic clutch 24 is connected to the gear wheel 28, as well as to the outer wall 34 of the hydrodynamic clutch, by rotation of another shaft 25 . The gear 28 engages with a gear connected to the power turbine 4. The space 29 between the two sides of the hydrodynamic coupling can be filled with different volumes of the working medium (for example, oil). The amount of fluid in said space determines the ability of the hydrodynamic coupling to transmit torque, as is known in the art. The medium enters the hydrodynamic coupling through channel 30 in the shaft (see arrow 31). The emptying of the working medium in the illustrated embodiment is controlled by a tube 32, which can be mounted at different levels in the axial direction (indicated by arrows 33), and is carried out, as is known in the art (see, for example, GB 2182121). Thus, the level of the tube determines the amount of working fluid in the space and thereby the ability of the hydrodynamic coupling to transmit torque. The brake device 7, shown in figure 1 (not shown in figure 2), can be made with the possibility of fixing or braking motionlessly or with the possibility of rotation of one of the parts connected to the side of the power turbine of the hydrodynamic clutch. Such fixing or braking as such is known in the art and can be realized, for example, by one or more hydraulic couplings or another braking device. The mentioned parts may be one or more of the parts between the side of the power turbine of the hydrodynamic clutch 24 and the power turbine 4. Thus, after the braking device is activated, the rotation of the side of the power turbine of the hydrodynamic clutch is slowed down or braked so that it does not rotate faster than the motor side of the hydrodynamic clutch 6.

Трубка 33 может быть установлена с помощью поворотной руки (не показана), соединенной с нижним концом (если смотреть на фиг.2) трубки 33. Поворотная рука может приводиться в действие, например, электрическим серводвигателем и управляться блоком 13 управления. Тем самым способность гидродинамической муфты передавать крутящий момент может непрерывно регулироваться как при включенном тормозном устройстве 7, то есть в положении затормаживания, так и при расторможенном тормозном устройстве.The tube 33 can be installed using a swivel arm (not shown) connected to the lower end (as seen in FIG. 2) of the tube 33. The swivel arm can be driven, for example, by an electric servomotor and controlled by a control unit 13. Thus, the ability of the hydrodynamic clutch to transmit torque can be continuously adjusted both when the brake device 7 is on, that is, in the braking position, and when the brake device is released.

Рабочая среда, циркулирующая через гидродинамическую муфту, может являться частью замкнутой гидравлической системы 15 с соединительными трубками и гидронасосом. Гидравлическая система 15 также может являться частью или может быть объединена с системой смазки турбокомпаундного двигателя 1 внутреннего сгорания. Когда упомянутая среда выполняет работу в гидродинамической муфте путем передачи крутящего момента, в результате трения повышается ее температура. Она может быть снижена с помощью встроенной в гидравлическую систему 15 охлаждающей системы, которой может являться охлаждающая система турбокомпаундного двигателя внутреннего сгорания или отдельная охлаждающая система гидродинамической муфты.The medium circulating through the hydrodynamic coupling may be part of a closed hydraulic system 15 with connecting tubes and a hydraulic pump. The hydraulic system 15 may also be part of or may be combined with a lubrication system of a turbocompound internal combustion engine 1. When said medium performs work in a hydrodynamic coupling by transmitting torque, its temperature rises as a result of friction. It can be reduced with the help of a cooling system integrated in the hydraulic system 15, which can be a cooling system of a turbocompound internal combustion engine or a separate cooling system of a hydrodynamic coupling.

Согласно одному из вариантов осуществления изобретения блок 13 управления запрограммирован на автоматическую регулировку способности трансмиссии передавать крутящий момент. Блок управления запрограммирован на постоянную регистрацию значения одного или нескольких из следующих параметров:According to one embodiment of the invention, the control unit 13 is programmed to automatically adjust the transmission ability of the transmission of torque. The control unit is programmed to continuously record the value of one or more of the following parameters:

в) параметров, отображающих NVH в упомянутой трансмиссии.c) parameters displaying NVH in said transmission.

Если один или несколько из параметров (а)-(в) вышел за заданное значение каждого из упомянутых параметров в одном первом направлении, блок 13 управления запрограммирован на затормаживание стороны силовой турбины гидродинамической муфты и непрерывное регулирование способности гидродинамической муфты передавать крутящий момент в зависимости от изменения одного или нескольких из упомянутых параметров (а)-(в).If one or more of the parameters (a) - (c) has exceeded the set value of each of the mentioned parameters in one first direction, the control unit 13 is programmed to brake the side of the power turbine of the hydrodynamic coupling and continuously control the ability of the hydrodynamic coupling to transmit torque depending on the change one or more of the above parameters (a) to (c).

Нагрузка двигателя известным способом может быть измерена датчиком 14, например датчиком крутящего момента, или путем измерения количества топлива, впрыскиваемого в двигатель, и вычисления крутящего момента, который должен обеспечиваться таким количеством впрыскиваемого топлива. Согласно одному из вариантов осуществления изобретения блок управления может быть запрограммирован на затормаживание стороны силовой турбины гидродинамической муфты и непрерывное регулирование способности гидродинамической муфты передавать крутящий момент, если зарегистрировано значение нагрузки двигателя ниже заданного первого значения нагрузки двигателя, например, значение, соответствующее работе двигателя на холостом ходу. В соответствии с изобретением блок управления может быть запрограммирован на регулирование способности гидродинамической муфты передавать крутящий момент (тормозной способности при включенном тормозном устройстве) таким образом, чтобы нагрузка двигателя соответствовала по меньшей мере заданному первому значению нагрузки двигателя. При таком состоянии двигателя блок управления может быть запрограммирован на установление нагрузки двигателя в интервале, граница которого находится непосредственно над заданным первым значением нагрузки двигателя. При низкой нагрузке двигателя могут быть снижены токсичные выбросы из двигателя внутреннего сгорания. Таким образом, при наличии достаточной нагрузки вследствие сопротивления движению транспортного средства, создающей нагрузку двигателя, превышающую заданное первое значение нагрузки двигателя, блок управления может быть запрограммирован на растормаживание тормозного устройства, в результате чего прекращается притормаживающее действие гидродинамической муфты, и блок управления будет регулировать способность гидродинамической муфты передавать крутящий момент до уровня, при котором будет достигнута оптимальная частота вращения силовой турбины для обеспечения наивысшего кпд силовой турбины.The engine load in a known manner can be measured by a sensor 14, for example a torque sensor, or by measuring the amount of fuel injected into the engine, and calculating the torque that should be provided with such an amount of injected fuel. According to one embodiment of the invention, the control unit can be programmed to slow down the side of the power turbine of the hydrodynamic clutch and continuously control the ability of the hydrodynamic clutch to transmit torque if an engine load value below a predetermined first engine load value is registered, for example, a value corresponding to idling . In accordance with the invention, the control unit can be programmed to control the ability of the hydrodynamic clutch to transmit torque (braking ability when the brake device is engaged) so that the engine load corresponds to at least a predetermined first value of the engine load. In this condition of the engine, the control unit can be programmed to set the engine load in the interval, the border of which is directly above the specified first value of the engine load. At low engine loads, toxic emissions from an internal combustion engine can be reduced. Thus, if there is sufficient load due to resistance to the vehicle’s movement, which creates an engine load exceeding a predetermined first value of the engine load, the control unit can be programmed to brake the brake device, as a result of which the braking effect of the hydrodynamic clutch is stopped, and the control unit will adjust the hydrodynamic ability couplings to transmit torque to a level at which the optimum speed of rotation si a power turbine to ensure the highest efficiency of a power turbine.

Соответственно, в другом варианте осуществления изобретения блок управления может быть запрограммирован на регистрации температуры двигателя внутреннего сгорания, например, в охлаждающей системе двигателя внутреннего сгорания посредством температурного датчика 14, который также может использоваться в охлаждающей системе двигателя внутреннего сгорания для регулировки холодопроизводительности охлаждающей системы. Согласно одному из вариантов осуществления изобретения блок управления может быть запрограммирован на затормаживание стороны силовой турбины гидродинамической муфты и непрерывное регулирование способности гидродинамической муфты передавать крутящий момент, если зарегистрировано значение температуры ниже заданного первого значения температуры двигателя, например, значение, отображающее предел для холодного запуска двигателя внутреннего сгорания. В соответствии с изобретением блок управления может быть запрограммирован на регулирование способности гидродинамической муфты передавать крутящий момент (тормозной способности при включенном тормозном устройстве) таким образом, чтобы двигатель испытывал увеличенную нагрузку, при которой ускорится повышение температуры двигателя и сократится время работы двигателя при температурах холодного запуска. Согласно одному из вариантов осуществления изобретения количество рабочей среды в гидродинамической муфте может регулироваться таким образом, чтобы генерировалось определенное количество тепла, которое в случае конкретного двигателя и условий окружающей среды обеспечивает определенное повышение температуры двигателя. Это выгодно с точки зрения снижения токсичных выбросов из двигателя внутреннего сгорания. При регистрации рабочей температуры двигателя выше заданного первого значения температуры двигателя блок управления запрограммирован на растормаживание тормозного устройства, и гидродинамическая муфта будет управляться таким образом, чтобы довести до максимума кпд силовой турбины.Accordingly, in another embodiment of the invention, the control unit can be programmed to record the temperature of the internal combustion engine, for example, in the cooling system of the internal combustion engine by means of a temperature sensor 14, which can also be used in the cooling system of the internal combustion engine to adjust the cooling capacity of the cooling system. According to one embodiment of the invention, the control unit can be programmed to slow down the side of the power turbine of the hydrodynamic clutch and continuously control the ability of the hydrodynamic clutch to transmit torque if a temperature value is detected below a predetermined first value of the engine temperature, for example, a value representing a limit for cold start of the internal engine combustion. In accordance with the invention, the control unit can be programmed to control the ability of the hydrodynamic clutch to transmit torque (braking ability when the braking device is applied) so that the engine experiences an increased load, which will accelerate the increase in engine temperature and reduce engine operating time at cold start temperatures. According to one embodiment of the invention, the amount of working medium in the hydrodynamic coupling can be controlled so that a certain amount of heat is generated, which in the case of a particular engine and environmental conditions provides a certain increase in engine temperature. This is beneficial in terms of reducing toxic emissions from an internal combustion engine. When registering the engine’s operating temperature above a predetermined first value of the engine temperature, the control unit is programmed to brake the brake device, and the hydrodynamic coupling will be controlled in such a way as to maximize the efficiency of the power turbine.

Соответственно, в одном из дополнительных вариантов осуществления изобретения блок управления может быть запрограммирован на регистрацию упомянутых параметров, отображающих NVH в упомянутой трансмиссии (в особенности, NVH зубчатых колес 5). Параметрами, отображающими NVH, могут являться, например, сочетание количества топлива, впрыскиваемого в двигатель внутреннего сгорания, и частоты вращения двигателя внутреннего сгорания (график частоты вращения двигателя внутреннего сгорания). Вероятность возникновения NVH является наиболее высокой при работе двигателя внутреннего сгорания на холостом ходу в сочетании с низкой нагрузкой. В соответствии с изобретением блок управления может быть запрограммирован на регулирование способности гидродинамической муфты передавать крутящий момент (тормозной способности при включенном тормозном устройстве) таким образом, чтобы двигатель испытывал несколько увеличенную нагрузку, обеспечивающую натяжение трансмиссии между коленчатым валом и тормозным устройством и тем самым отсутствие NVH зубчатых колес 5. Выгодой этого является снижение излучения шума трансмиссией. Когда блок управления регистрирует, что нагрузка двигателя и частота вращения превышают заданные значения, блок управления запрограммирован на растормаживание тормозного устройства, и гидродинамическая муфта будет управляться таким образом, чтобы довести до максимума кпд силовой турбины.Accordingly, in one additional embodiment of the invention, the control unit may be programmed to register said parameters displaying NVH in said transmission (in particular, NVH gears 5). Parameters displaying NVH can be, for example, a combination of the amount of fuel injected into the internal combustion engine and the speed of the internal combustion engine (graph of the rotational speed of the internal combustion engine). The likelihood of NVH is highest when the internal combustion engine idles in combination with a low load. In accordance with the invention, the control unit can be programmed to control the ability of the hydrodynamic clutch to transmit torque (braking ability when the braking device is engaged) so that the engine experiences a slightly increased load, ensuring the transmission tension between the crankshaft and the braking device and thus the absence of NVH gears wheels 5. The benefit of this is the reduction of noise emissions from the transmission. When the control unit registers that the engine load and speed exceed the set values, the control unit is programmed to brake the brake device and the hydrodynamic clutch will be controlled in such a way as to maximize the efficiency of the power turbine.

Способы балансировки цилиндров или коррекции количества топлива, впрыскиваемого в каждый цилиндр относительно количества топлива, впрыскиваемого в другие цилиндры, хорошо известны из уровня техники. Описанная регистрация NVH может обеспечивать показатель того, насколько хорошо осуществлена балансировка количества топлива между цилиндрами. При несоблюдении балансировки между цилиндрами может возникать шум из-за дребезжания зубчатых колес, таких как зубчатые колеса 5.Methods for balancing cylinders or adjusting the amount of fuel injected into each cylinder relative to the amount of fuel injected into other cylinders are well known in the art. The described NVH registration can provide an indication of how well the amount of fuel between the cylinders is balanced. Failure to balance the cylinders may result in noise due to rattling of gears, such as gears 5.

Как указано выше, блок управления может быть выполнен с возможностью управления гидродинамической муфтой и тормозным устройством в зависимости от каждого из упомянутых параметров, которые могут измеряться различными датчиками 14. Согласно одному из вариантов осуществления изобретения блок 13 управления может быть запрограммирован на регистрацию значения двух или более из упомянутых трех параметров и управление гидродинамической муфтой и тормозным устройством в зависимости от изменения этих параметров.As indicated above, the control unit can be configured to control the hydrodynamic clutch and the brake device depending on each of the above parameters, which can be measured by various sensors 14. According to one embodiment of the invention, the control unit 13 can be programmed to register the value of two or more of the three parameters mentioned and the control of the hydrodynamic clutch and the brake device, depending on the change in these parameters.

Далее будет описан один из вариантов осуществления, в котором гидродинамическая муфта используется в качестве вспомогательного тормоза, который дополняет мощность торможения, например, компрессионного тормоза (не показан), расположенного в турбокомпаундном двигателе 1 внутреннего сгорания. Согласно одному из вариантов осуществления изобретения при необходимости компрессионного или иного вспомогательного торможения блок 13 управления может быть запрограммирован на приведение в действие тормозного устройства 7 и заполнение гидродинамической муфты, в результате чего на ведущие колеса автомобиля будет передаваться дополнительная мощность торможения. Как известно из уровня техники, мощность торможения компрессионного тормоза зависит от частоты вращения двигателя 1 внутреннего сгорания. Такой компрессионный тормоз обеспечивает большую мощность торможения при высоких частотах вращения, чем при низких частотах вращения. Соответственно, применение гидродинамической муфты в качестве вспомогательного тормоза является особо выгодным при низких частотах вращения двигателя. Мощность торможения, обеспечиваемая гидродинамической муфтой в качестве вспомогательного тормоза, может регулироваться путем изменения уровня наполнения гидродинамической муфты и(или) изменения мощности торможения, обеспечиваемой тормозным устройством 7. Это может делаться в зависимости, например, по меньшей мере от требуемой скорости транспортного средства.Next, one embodiment will be described in which a hydrodynamic clutch is used as an auxiliary brake, which complements the braking power of, for example, a compression brake (not shown) located in a turbocompound internal combustion engine 1. According to one embodiment of the invention, if compression or other auxiliary braking is necessary, the control unit 13 can be programmed to actuate the brake device 7 and fill the hydrodynamic clutch, as a result of which additional braking power will be transmitted to the drive wheels of the car. As is known from the prior art, the braking power of a compression brake depends on the speed of the internal combustion engine 1. Such a compression brake provides greater braking power at high speeds than at low speeds. Accordingly, the use of a hydrodynamic clutch as an auxiliary brake is particularly advantageous at low engine speeds. The braking power provided by the hydrodynamic clutch as an auxiliary brake can be adjusted by changing the filling level of the hydrodynamic clutch and (or) changing the braking power provided by the braking device 7. This can be done depending, for example, at least on the required vehicle speed.

В одном из вариантов осуществления, когда гидродинамическая муфта используется в качестве вспомогательного тормоза, блок управления может быть запрограммирован на приведение в действие гидродинамической муфты в качестве вспомогательного тормоза только во время переключения передач в коробке передач, расположенной между двигателем 1 внутреннего сгорания и ведущими колесами. Во время переключения передач крутящий момент на выходе двигателя снижается почти до нуля. Это означает, что значительно сжижается давление выхлопных газов, и на турбину 4 преимущественно не будет воздействовать движущая сила выхлопных газов. При отсутствующей или почти отсутствующей движущей силе, воздействующей на силовую турбину 4, легче снизить частоту вращения стороны турбины (4 и 8) до нуля с помощью тормозного устройства 7, при этом во время замедления вращения стороны турбины будет сведена к минимуму нагрузка на силовую турбину 4 и второй набор 8 зубчатых колес.In one embodiment, when the hydrodynamic clutch is used as an auxiliary brake, the control unit can be programmed to actuate the hydrodynamic clutch as an auxiliary brake only during a gear shift in the gearbox located between the internal combustion engine 1 and the drive wheels. During gear shifting, the torque at the engine output is reduced to almost zero. This means that the pressure of the exhaust gases is significantly liquefied, and the driving force of the exhaust gases will not predominantly affect the turbine 4. With the missing or almost absent driving force acting on the power turbine 4, it is easier to reduce the rotational speed of the side of the turbine (4 and 8) to zero using the braking device 7, while during slowing down the rotation of the side of the turbine the load on the power turbine 4 will be minimized and a second set of 8 gears.

В другом варианте осуществления гидродинамическая муфта в качестве вспомогательного тормоза может приводиться в действие во время снижения крутящего момента на выходе двигателя внутреннего сгорания без переключения передач. При этом также ослабляется движущая сила давления выхлопных газов, воздействующая на силовую турбину. Снижением крутящего момента на выходе двигателя может являться его снижение при обычном управлении двигателем или при управлении двигателем в случае требуемой мощности вспомогательного торможения.In another embodiment, the hydrodynamic clutch as an auxiliary brake may be actuated while reducing the torque at the output of the internal combustion engine without shifting gears. At the same time, the driving pressure force of the exhaust gases acting on the power turbine is also weakened. A decrease in the torque at the engine output may be a decrease during normal engine control or during engine control in the event of the required auxiliary braking power.

В одном из дополнительных вариантов осуществления гидродинамическая муфта в качестве вспомогательного тормоза может приводиться в действие только в том случае, когда поток выхлопных газов поступает в обход силовой турбины. Для этого может использоваться перепускной трубопровод (не показан), соединяющий второй выхлопной патрубок 11 с системой 12 доочистки. Поток выхлопных газов, протекающий по перепускному трубопроводу, может регулироваться блоком 13 управления посредством установленного в трубопроводе клапана, как известно из уровня техники. Тем самым также будет существенно снижено давление выхлопных газов, приводящих в действие силовую турбину, и сведена к минимуму нагрузка на силовую турбину 4 и второй набор 8 зубчатых колес во время замедления вращения стороны турбины.In one of the additional embodiments, the hydrodynamic clutch as an auxiliary brake can be activated only when the exhaust stream enters the bypass of the power turbine. For this, a bypass pipe (not shown) connecting the second exhaust pipe 11 with the aftertreatment system 12 can be used. The exhaust stream flowing through the bypass pipe can be controlled by the control unit 13 by means of a valve installed in the pipe, as is known in the art. Thereby, the pressure of the exhaust gases driving the power turbine will also be significantly reduced, and the load on the power turbine 4 and the second set of 8 gears will be minimized during deceleration of rotation of the turbine side.

Когда гидродинамическая муфта в качестве вспомогательного тормоза должна быть выключена, то есть когда тормозное устройство 7 растормаживается, а вращение силовой турбины ускоряется под давлением выхлопных газов, блок управления может быть запрограммирован на регулирование уровня заполнения гидродинамической муфты (то есть способности гидродинамической муфты передавать крутящий момент) во избежание превышения допустимой частоты вращения силовой турбины 4.When the hydrodynamic clutch as an auxiliary brake must be turned off, that is, when the braking device 7 is braked and the rotation of the power turbine is accelerated under the pressure of the exhaust gases, the control unit can be programmed to control the filling level of the hydrodynamic clutch (i.e. the ability of the hydrodynamic clutch to transmit torque) in order to avoid exceeding the permissible rotation speed of the power turbine 4.

В одном из дополнительных вариантов осуществления в качестве вспомогательного тормоза может использоваться только гидродинамическая муфта, то есть без использования дополнительной мощности торможения, обеспечиваемой другими вспомогательными тормозами, такими как компрессионный тормоз двигателя.In one of the additional embodiments, only a hydrodynamic clutch can be used as an auxiliary brake, that is, without using the additional braking power provided by other auxiliary brakes, such as an engine compression brake.

Когда во всех описанных выше вариантах осуществления говорится, что тормозное устройство 7 тормозит сторону турбины гидродинамической муфты, для достижения упомянутых выгодных эффектов различных вариантов осуществления изобретения мощность торможения должна быть такова, чтобы частота вращения стороны турбины гидродинамической муфты была ниже частоты вращения стороны двигателя гидродинамической муфты. Наибольший выгодный эффект различных вариантов осуществления изобретения обычно достигается, когда частота вращения стороны силовой турбины гидродинамической муфты затормаживается до нуля. Соответственно, во всех описанных вариантах осуществления изобретения блок 13 управления по возможности может быть запрограммирован на затормаживание частоты вращения стороны силовой турбины до нуля. Таким образом, единственная регулировка тормозной способности гидродинамической муфты в таких вариантах осуществления осуществляется путем регулировки способности гидродинамической муфты 6 передавать крутящий момент.When it is said in all of the embodiments described above that the braking device 7 brakes the turbine side of the hydrodynamic clutch, in order to achieve the aforementioned advantageous effects of various embodiments of the invention, the braking power must be such that the rotational speed of the turbine side of the hydrodynamic clutch is lower than the rotational speed of the hydrodynamic clutch motor. The greatest beneficial effect of various embodiments of the invention is usually achieved when the rotational speed of the side of the power turbine of the hydrodynamic coupling is braked to zero. Accordingly, in all the described embodiments of the invention, the control unit 13 can, if possible, be programmed to brake the speed of the side of the power turbine to zero. Thus, the only adjustment of the braking ability of the hydrodynamic coupling in such embodiments is by adjusting the ability of the hydrodynamic coupling 6 to transmit torque.

На фиг.3 показано устройство 500 согласно одному из вариантов осуществления изобретения, содержащее энергонезависимую память 520, процессор 510 и память 560 с оперативной записью и считыванием. Память 520 имеет первую область 530, в которой хранится компьютерная программа для управления устройством 500. Компьютерной программой для управления устройством 500, хранящейся в области 530 памяти, может являться операционная система.FIG. 3 shows a device 500 according to an embodiment of the invention, comprising a non-volatile memory 520, a processor 510, and a read and write memory 560. The memory 520 has a first area 530 in which a computer program for managing the device 500 is stored. The computer program for managing the device 500 stored in the memory area 530 may be an operating system.

Устройство 500 может помещаться, например, в блоке управления, таком как блок 13 управления. Блоком 510 обработки данных может являться, например, микрокомпьютер.The device 500 may be placed, for example, in a control unit, such as a control unit 13. The data processing unit 510 may be, for example, a microcomputer.

Память 520 также имеет вторую область 540, в которой хранится программа управления трансмиссией согласно изобретению. В одном из альтернативных вариантов осуществления программа управления трансмиссией хранится в отдельной энергонезависимой запоминающей среде (средстве) 550, такой как, например, компакт-диск или полупроводниковая память со сменными дисками. Программа может храниться в выполнимой форме или в сжатом виде.The memory 520 also has a second region 540 in which a transmission control program according to the invention is stored. In one alternative embodiment, the transmission control program is stored in a separate non-volatile storage medium (means) 550, such as, for example, a compact disk or a semiconductor memory with removable disks. The program may be stored in executable form or in compressed form.

Когда далее указано, что блок 510 обработки данных выполняет конкретную функцию, должно быть ясно, что блок 510 обработки данных выполняет конкретную часть программы, хранящейся в памяти 540, или конкретную часть программы, хранящейся энергонезависимой среде 550 для записи.When it is further indicated that the data processing unit 510 performs a specific function, it should be clear that the data processing unit 510 executes a specific part of the program stored in the memory 540, or a specific part of the program stored in the non-volatile recording medium 550.

Блок 510 обработки данных рассчитан на обмен данными с памятью 550 посредством шины 514 данных. Блок 510 обработки данных также рассчитан на обмен данными с памятью 520 посредством шины 512 данных. Кроме того, блок 510 обработки данных рассчитан на обмен данными с памятью 560 посредством шины 511 данных. Блок 510 обработки данных также рассчитан на обмен данными с портом 590 данных путем использования шины 515 данных.Data processing unit 510 is designed to communicate with memory 550 via data bus 514. The data processing unit 510 is also designed to communicate with the memory 520 via the data bus 512. In addition, the data processing unit 510 is designed to communicate with the memory 560 via the data bus 511. The data processing unit 510 is also designed to communicate with the data port 590 by using the data bus 515.

Предложенный в настоящем изобретении способ может быть осуществлен блоком 510 обработки данных, который выполняет программу, хранящуюся в памяти 540, или программу, хранящуюся в энергонезависимой среде 550 для записи.The method of the present invention may be implemented by a data processing unit 510 that executes a program stored in memory 540 or a program stored in a non-volatile recording medium 550.

Изобретение не следует считать ограниченным описанными выше вариантами осуществления, и предполагается ряд дополнительных вариантов и усовершенствований, входящих в объем следующей далее формулы изобретения.The invention should not be considered limited by the embodiments described above, and a number of additional options and improvements are contemplated within the scope of the following claims.

Claims

1. A method for automatically adjusting the ability to transmit torque of a transmission (5, 6, 7, 8) located between a power turbine (4) and a crankshaft (3) of a turbocharged internal combustion engine (1), wherein the transmission contains a hydrodynamic clutch (6) and said method comprises the steps of:
the value of one or more of the following parameters is continuously recorded:
a) the load of the internal combustion engine and (or)
b) the temperature of the internal combustion engine, and (or)
c) parameters displaying noise, vibration, smoothness of operation in said transmission;
if one or more of the parameters (a) - (c) has exceeded the set value of each of these parameters in one first direction, the side (24) of the power turbine of the hydrodynamic coupling is braked and the ability of the hydrodynamic coupling to transmit torque is continuously regulated depending on a change in one or several of the above parameters (a) to (c).

2. The method according to claim 1, characterized in that the side of the power turbine of the hydrodynamic coupling is braked at least to a lower speed than the rotation speed of the side (23) of the turbocompound internal combustion engine of the hydrodynamic coupling.

3. The method according to claim 2, characterized in that the rotational speed of the side of the power turbine is braked to zero.

4. The method according to one of claims 2 or 3, characterized in that it continuously regulates the ability to transmit torque in this way and until the registered value of each of the aforementioned one or more parameters (a) - (c) is restored and will go beyond said setpoint in the opposite direction with respect to said first direction.

5. The method according to claim 4, characterized in that the brake device is released when the registered value of each of the aforementioned one or more parameters (a) - (c) is restored and goes beyond the specified value in the opposite direction relative to the first direction.

6. A storage medium, such as computer memory (520) or non-volatile storage medium (550) for use in a computing environment, wherein the memory contains computer-readable program code for executing the method according to claims 1-5.